HCIA - Datacom 网络管理与运维

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网络管理与运维基本概念

什么是网络管理

  • 网络管理是通过对网络中设备的管理，保证设备工作正常，使通信网络正常地运行，以提供高效、可靠和安全的通信服务，是通信网络的重要组成部分。

网络管理基本功能

基本功能 释义
配置管理 配置管理负责监控网络的配置信息，使网络管理人员可以生成、查询和修改硬件、软件的运行参数和条件，并可以进行相关业务的配置
性能管理 性能管理以网络性能为准则，保证在使用较少网络资源和具有较小时延的前提下，网络能够提供可靠、连续的通信能力
故障管理 故障管理的主要目标是确保网络始终可用，并在发生故障时尽快将其修复
安全管理 安全管理可以保护网络和系统免受未经授权的访问和安全攻击
计费管理 记录用户使用网络资源的情况并核收费用，同时也统计网络的利用率

网络管理方式

  • Web网管方式
  • CLI方式
  • 基于SNMP集中管理
  • 基于iMaster NCE的网络管理

SNMP原理与配置

通过CLI或web进行管理

  • 当网络规模较小时，CLI和Web方式时常见的网络管理方式
    • 网络管理员可以通过HTTPS、Telnet、Console等方式登录设备后，对设备逐一进行管理
    • 这种管理方式不需要在网络中安装任何程序或部署服务器，成本低
    • 网络管理员自身需要熟练掌握理论知识，各设备厂商网络配置命令
    • 当网络规模较大时，网络拓扑较为复杂时，这种方式局限性较大

基于SNMP的集中式管理

  • SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）是广泛用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，提供了一种通过运行网络管理软件的中心计算机，即NMS（Network Management Station，网络管理工作站）来管理网元的方法

  • SNMP典型架构

    • 基于SNMP进行管理的网络中，NMS是整个网络的网管中心，在它之上运行管理进程。每个被管理设备需要运行代理进程。管理进程和代理进程利用SNMP报文进行通信
    • NMS是一个采用SNMP协议对网络设备进行管理/监控的系统，运行在NMS服务器上
    • 被管理设备是网络中接收NMS管理的设备
    • 代理进程运行与被管理设备上，用于维护被管理设备的信息数据并响应来自NMS的请求，把管理数据汇报给发送请求的NMS

  • SNMP的信息交互

    • NMS和被管理设备的信息交互分为两种
      • NMS通过SNMP协议给被管理设备发送修改配置信息请求或查询配置信息请求。被管理设备上运行的代理进程根据NMS的请求消息做出响应
      • 被管理设备可以主动向NMS上报告警信息（Trap）以便网络管理员及时发现故障
    • 被管理对象（Managed object）:每一个设备可能包含多个被管理对象，被管理对象可以是设备中的某个硬件，也可以是在硬件、软件（如路由选择协议）上配置的参数集合
    • SNMP规定在通过MIB（Mangement Information Base，管理信息库）去描述可管理实体的一组对象。
    • MIB是一个数据库，指明了被管理设备所维护的变量（即能够被代理进程查询和设置的信息）。MIB在数据库中定义了被管理设备的一系列属性：
      • 对象标识符
      • 对象状态
      • 对象访问权限
      • 对象的数据类型
    • MIB给出了一个数据结构，包含了网络中所有可能的被管理对象的集合。因为数据结构与树相似，MIB又被称为对象命名树。

  • 常见的MIB节点

    • 用于查询或修改的节点：

    • OID 节点名称 数据类型 最大访问权限 含义
      1.2.6.1.2.1.2.1 ifNumber Integer read-only 系统中网络接口的数量（不关注接口当前状态）
      1.3.6.1.4.1.2011.5.25.41.1.2.1.1.2 ipAdEntlfIndex IpAddress read-create IP地址的子网掩码

  • 用于告警通知的节点

  • OID 节点名称 绑定变量 含义
    3.6.1.6.3.1.1.5.3 linkDown ifIndex
    ifAdminStatus
    ifOperStatus
    ifDesc    		 经检测到由于ifOperStatus节点中的其中一条通信链路已经从其他状态（但不是notPresent状态）进入Down状态。这里的其他状态由ifOperStatus的值显示

  • SNMP管理模型

    • 查询/修改操作
      • NMS作为管理者，向代理进程发送SNMP请求报文
      • 代理进程通过设备端的MIB找到所要查询或者修改的信息向NMS发送SNMP响应报文
    • 告警操作：
      • 设备端的模块由于达到模块定义的告警触发条件，通过代理进程向NMS发送消息，告知设备侧出现情况，这样便于网络管理人员及时对网络中出现的情况进行处理

  • SNMP小结

    • SNMP特点：
      • 简单：SNMP采用轮询机制，提供基本的功能集，适应快速、低价格的场景使用，而且SNMP以UDP报文为承载，因而得到绝大多数设备的支持
      • 强大：SNMP的目标是保证管理信息在任意两点传送，便于管理员在网络上的任何节点检索信息，进行故障排查
    • SNPMv1版本适用于小型网络。组网简单、安全性要求不高或网络环境比较安全且比较稳定的网络，比如校园网，小型企业网
    • SNMPv2版本适用于大中型网络。安全性要求不高或者网络环境比较安全，但业务比较繁忙，有可能发生流量拥塞的网络
    • SNMPv3版本作为推荐版本，适用于各种规模的网络。尤其是对安全性要求较高，只有合法的管理员才能对网络设备进行管理的网络

NSMP基本配置

命令 释义
snmp-sgent 使能SNMP代理功能
snmp-agent sys-info version [v1|v2c|v3c] 配置SNMP版本
snmp-agent mib-view view-name {exclude | include } subtree-name [mask mask] 创建或者更新MIB视图信息
snmp-agent group v3 group-name {authentication | noauth | privacy }[read-view view-name | write-view view-name | notify-view view-name] 增加一个新的SNMP组，将该组用户映射到SNMP视图
snmp-agent usm-user v3 user-name group group-name 为一个SNMP添加一个新用户
snmp-agent usm-user v3 user-name authentication-mode {md5|sha|sha2-256} 配置SNMPv3用户认证密码
snmp-agent usm-user v3 user-name privacy-mode {aes128 | des56} 配置SNMPv3用户加密密码
snmp-agent target-host trap-paramsname paramsname v3 securityname {authentication | noauthnopriv | privacy} 配置设备发送Trap报文的参数信息
snmp-agent target-host trap-hostname adress ipv4-address trap-paramsname paramsname [notify-filter-profile profile-name] 配置Trap报文的目的主机
snmp-agent trap enable 打开设备的所有告警开关
snmp-agent trap source interface-type interface-number 配置发送告警的源接口

基于华为iMaster NCE的网络管理

  • 网络产业的变革与挑战

  • 华为iMaster NCE是一款集管理、控制、分析和AI只能功能与一体的网络自动化与智能化平台

    • 在管理与控制方面，iMaster NCE支持：
      • CLI和SNMP等传统技术实现设备的管理和控制
      • NETCONF协议实现对支持SDN的网络的管理和控制
    • iMaster NCE通过SNMP、Telemetry等协议采集网络数据，结合AI算法进行大数据只能分析，通过Dashboard、报表等方式多维度呈现设备及网络状态、帮助运维人员快速发现设备及网络异常情况并处理，保障设备和网络的正常运行

  • NETCONF简介

    • Network Configuration Protocol，网络配置协议。提供一套管理网络设备的机制，用户可以使用这套机制增加、修改、删除网络设备的配置，获取网络设备的配置和状态信息
    功能 NETCONF SNMP CLI
    接口类型 机机接口：接口定义完善、规范、标准，便于接口控制和使用 机机接口 人机接口
    操作效率 高：基于对象建模，对象操作一次交互即可，支持过滤、批量等操作 中 低
    扩展能力 可以扩展协议私有能力 弱 一般
    事务处理 支持：试运行、出错回滚、配置回退等事务处理机制 不支持 部分支持
    安全传输 多种安全协议，SSH、TLS、BEEP/TLS、SOAP/HTTP/TLS 仅SNMPv3支持 支持SSH

  • YANG语言概述（Yet Another Next Generation）

    • 是一种数据建模语言，实现了NETCONF数据内容标准化
    • YANG模型定义了数据的层次化结构，可用于基于NETCONF的操作。建模对象包括配置、状态数据、远程过程调用和通知。它可以对NETCONF客户端和服务器端之间发送的所有数据进行一个完整的描述

  • Telemetry基本概述

    • 也做Network Telemetry，即网络遥测技术，是一项远程地从物理设备或虚拟设备上高速采集数据的技术
    • 设备通过推模式周期性的主动采集器上送设备的接口流量统计、CPU或内存数据等信息，相对传统拉模式的一问一答交互，提供了更实时更高速的数据采集功能